反射式數(shù)字全息顯微鏡(DHM-R)，非掃描非接觸無損測(cè)量，顯示靜態(tài)和動(dòng)態(tài)三維形貌，表征周期振動(dòng)。

DHM使用便利，除了科研應(yīng)用，得益于其高圖像采集率，DHM還能作為常規(guī)快速檢測(cè)裝備適用于工業(yè)自動(dòng)質(zhì)量檢測(cè)。

反射式數(shù)字全息顯微鏡DHM-R擁有三種型號(hào)， 主要區(qū)別在于不同的激光源數(shù)量：

• R1000型配備單激光源， 是測(cè)量平滑表面和振動(dòng)的理想工具。
• R2100型配備可以同時(shí)使用的雙激光源， 在測(cè)量復(fù)雜表面和非連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)更有優(yōu)勢(shì)。
• R2200型是在R2100型基礎(chǔ)上擴(kuò)展了第三個(gè)激光源， 增加測(cè)量范圍的同時(shí)， 也增添了針對(duì)半透明薄膜結(jié)構(gòu)的測(cè)量能力。

反射式DHM®兼容所有可選配件：包括頻閃模塊、后期分析軟件MEMS analysis tool 和Reflectometry analysis tool。每個(gè)DHM®可以靈活選擇裝配模式，例如裝配在默認(rèn)結(jié)構(gòu)臺(tái)，或者只選擇DHM®探測(cè)頭，之后可以集成在其他設(shè)備或者生產(chǎn)線上。DHM®兼容多種電動(dòng)樣品臺(tái)。

• 樣品臺(tái)：手動(dòng)或電動(dòng)XYZ樣品臺(tái)，移動(dòng)范圍300mmx300mmx38mm
• 物鏡：放大倍數(shù)1.25x至100x，多種物鏡可選、水鏡、油鏡等
• 物鏡臺(tái)：6口旋轉(zhuǎn)物鏡臺(tái)
• 專用軟件：Koala專用數(shù)據(jù)采集分析軟件，專用分析軟件供不同應(yīng)用分析
• 數(shù)據(jù)格式：多種保存格式
• 最小可測(cè)樣品反射率：低于1%
• 樣品照明：1μW/cm2
• 頻閃模塊：適用于單光源和雙光源模式
• 垂直校準(zhǔn)：由干涉濾光片決定，范圍±0.1nm
• 圖像采集時(shí)間：標(biāo)準(zhǔn)500μs (可選10μs)
• 圖像采集速率：標(biāo)準(zhǔn)30幀/秒(1024×1024 像素)(可選 1000 幀/秒)
• 實(shí)時(shí)重建速率：標(biāo)準(zhǔn)25幀/秒(1024 x 1024 像素)(可選 100 幀/秒)
• 橫向分辨率：由所選物鏡決定，300nm
• 視場(chǎng)：由所選物鏡決定，范圍從66μmx66μm至5mmx5mm
• 工作距：由所選物鏡決定，范圍從0.3至18mm
• 數(shù)碼聚焦范圍：50倍于景深(由所選物鏡決定)

超高速記錄動(dòng)態(tài)三維形貌

DHM采用非掃描機(jī)制，采集單幀圖像既能記錄樣品表面三維形貌，因此擁有其他技術(shù)無法匹敵的圖像采集速度。使用標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)采集速度為視頻速率30幀/秒，而高速相機(jī)可以達(dá)到1000幀/秒， 使得以下應(yīng)用變?yōu)榭赡埽?/p>

• 研究可形變樣品三維動(dòng)態(tài)響應(yīng)
• 表面大區(qū)域掃描分析
• 高產(chǎn)量常規(guī)檢測(cè)
• 生產(chǎn)線在線三維形貌捕捉

多種可控環(huán)境下測(cè)量

的光學(xué)原理和光路設(shè)計(jì)使得DHM能夠滿足使用者在各種環(huán)境下的測(cè)量需求，提供靈活和便利的測(cè)量體驗(yàn)：

• 透過玻璃(蓋玻片、載玻片、玻璃窗口)或者浸潤(rùn)液
• 觀測(cè)環(huán)境控制箱或真空腔內(nèi)部樣品， 可改變環(huán)境參數(shù)，比如溫度、濕度、氣壓、氣體成分等

MEMS測(cè)振分析，可達(dá)25 MHz

頻閃模塊(可選配件)可同步DHM測(cè)量時(shí)激光脈沖與MEMS器件的激勵(lì)信號(hào)，獲取振動(dòng)周期內(nèi)的全視場(chǎng)振動(dòng)模態(tài)。這些的分析數(shù)據(jù)可提供以下信息：

• 三維形貌時(shí)序圖
• 頻率共振分析和響應(yīng)分析
• 面內(nèi)面外振幅分析(面內(nèi)振幅測(cè)量精度1nm，面外振幅測(cè)量精度5pm)
• 復(fù)雜運(yùn)動(dòng)表征， 振動(dòng)模態(tài)表征， 樣品動(dòng)態(tài)三維形貌

測(cè)量透明樣品三維形貌

得益于DHM® 多激光源配置， 通過專用反射分析軟件(可選配件)可以表征透明薄膜樣品， 包括：

• 透明結(jié)構(gòu)表面形貌
• 多層透明薄膜組成結(jié)構(gòu)的厚度、折射率，測(cè)量范圍可從10納米至幾十微米
• 柔性材料或是液體的形貌

R1000 系列

DHM^®-R1000系列配置單波長(zhǎng)激光源，可以為您的樣品提供實(shí)時(shí)三維檢測(cè)，擁有亞納米級(jí)分辨率，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度為333nm，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度則達(dá)到了200µm。R1000系列是反射式DHM^®的最基本配置，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)突出，使用極其便利。

適用范圍包括平滑表面、樣品形貌、以及不超過333nm陡直臺(tái)階等。

R2100 系列

DHM^®-R2100是按照能夠同時(shí)使用雙波長(zhǎng)激光源測(cè)試的規(guī)格設(shè)計(jì)的，擁有亞納米級(jí)分辨率，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度達(dá)到了2.1 μm，對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 µm。

兩個(gè)激光源擁有各自不同的參考光光路，但共用物光光路，主要優(yōu)勢(shì)在于：

• 可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm
• 可以自由切換使用單、雙激光源進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試
• Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度

DHM^®-R2100家族系列能夠使用相機(jī)同時(shí)記錄兩束光分別產(chǎn)生的干涉條紋并投射到同一幅全息圖上，之后還能對(duì)兩束光分別進(jìn)行數(shù)字重建。 兩束光源產(chǎn)生的合成波長(zhǎng)使得動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階擴(kuò)展到了2.1 μm，這些過程均在視頻速率下完成。

使用雙光源系統(tǒng)與使用單光源系統(tǒng)相比一樣便利。視不同被測(cè)樣品情況，使用者可以自由切換使用單/雙光源模式以獲取不同可測(cè)臺(tái)階范圍。

另外，通過結(jié)合單光源與合成光源的測(cè)量數(shù)據(jù)，在單光源模式下的亞納米垂直測(cè)量精度能夠利用功能強(qiáng)大的Mapping算法適用到雙光源模式。

DHM^® 雙光源的原理

R2100 系列提供雙光源測(cè)試模式，光源 λ_1 和光源λ_2將產(chǎn)生一個(gè)波長(zhǎng)為Λ的合成光源。同時(shí)合成光源測(cè)試，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí)，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 µm。合成光源波長(zhǎng)計(jì)算公式如下：

Λ= (λ₁ x λ₂) / |λ₁ – λ₂| , Λ?λ₁, λ₂

當(dāng)然，雙光源系統(tǒng)的兩個(gè)光源也可以各自獨(dú)立單獨(dú)使用。

R2200 系列

DHM^®-R2200 是按照三波長(zhǎng)激光源的規(guī)格設(shè)計(jì)的，擁有亞納米級(jí)分辨率，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度達(dá)到了12 μm，對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 µm。

DHM^®-R2200 系列全息顯微鏡在實(shí)時(shí)測(cè)量方面達(dá)到了一個(gè)全新的高度。創(chuàng)新的光路設(shè)置包括了共用的物光光路以滿足三光源配置。三個(gè)光源允許使用兩組不同的雙光源組合，也就是說有兩個(gè)不同波長(zhǎng)的合成光源供選擇：

• 動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍增加到了12 μm
• 可以自由切換使用單、雙激光源進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試
• Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度
• 使用雙光源測(cè)量與單光源同樣的便利性

DHM^®-R2200 系列除了擁有三光源，在其他方面與DHM^®-R2100系列有著同樣的特點(diǎn)和功能。 DHM^®-R2200 系列能夠使用相機(jī)同時(shí)記錄兩束光分別產(chǎn)生的干涉條紋并投射到同一幅全息圖上，之后還能對(duì)兩束光分別進(jìn)行數(shù)字重建。 兩束光源產(chǎn)生的合成波長(zhǎng)使得動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階擴(kuò)展到了12 μm，這些過程均在視頻速率下完成。

使用三光源系統(tǒng)與使用單光源系統(tǒng)相比一樣便利。視不同被測(cè)樣品情況，使用者可以自由切換使用單/雙光源模式以獲取不同可測(cè)臺(tái)階范圍。

DHM^®-R2200系列配置的第三光源用來與另外兩個(gè)光源結(jié)合使用。 因此在雙光源使用模式下?lián)碛幸粋€(gè)短合成光波長(zhǎng)和長(zhǎng)合成光波長(zhǎng)，進(jìn)一步拓寬了動(dòng)態(tài)測(cè)試范圍。DHM^®-R2200系列的兩種合成波長(zhǎng)分別為6 μm 和30 μm，對(duì)于動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度分別為2.1 μm和12 μm。

另外，通過結(jié)合單光源與合成光源的測(cè)量數(shù)據(jù)，在單光源模式下的亞納米垂直測(cè)量精度能夠利用功能強(qiáng)大的Mapping算法適用到雙光源模式。

由于測(cè)量和圖像抓取速率快，DHM^® 可以有效避免環(huán)境振動(dòng)對(duì)測(cè)量帶來的影響，防止出現(xiàn)圖像模糊的情況。實(shí)時(shí)顯示的三維動(dòng)態(tài)形貌保證了DHM^® 使用的便利高效，而測(cè)量可以通過垂直相干掃描模式增加到厘米量級(jí)。

DHM^® 雙光源的原理

R2200 系列提供兩組雙光源測(cè)試模式，光源 λ_1 和光源λ_2將產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)合成波長(zhǎng)Λ光源，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí)，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了12 μm，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 µm。另外，光源 λ_1 和光源λ_3也可以合成一個(gè)短合成波長(zhǎng)Λ光源，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí)，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm。合成光源波長(zhǎng)計(jì)算公式如下：

Λ= (λ₁ x λ₂) / |λ₁ – λ₂| , Λ?λ₁, λ₂

or

Λ= (λ₁ x λ3) / |λ₁ – λ3| , Λ?λ₁, λ3

Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度，每個(gè)光源也可以各自單獨(dú)使用。